DE1401371B2

DE1401371B2 - Durchlaufkessel mit überdruckfeuerung

Info

Publication number: DE1401371B2
Application number: DE19611401371
Authority: DE
Inventors: Rupprecht Dr.-Ing. Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Michel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-11-02
Filing date: 1961-11-02
Publication date: 1970-02-19
Also published as: GB1022348A; DE1401371A1; BE624188A; US3298360A; FR1334730A

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlaufkessel mit Überdruckfeuerung und steigend verlegtem, sich um die Brennkammer herumwindendem Verdampfersystem, das an ungekühltcn, nach oben durchgehenden senkrechten Trageisen aufgehängt ist. Bei einem derartigen Durchlaufkessel, der an einem Gerüst aufgehängt ist, kommt es darauf an, den Wärmespannungen entsprechend der unterschiedlichen Temperaturverteilung Rechnung zu tragen und eine freie Beweglichkeit der Rohrsysteme nach allen Seiten hin sicherzustellen. Darüber hinaus muß noch gewährleistet sein, daß die der Aufhängung der Rohre dienenden senkrechten Trageisen keine ihre Zeitstandfestigkeit beeinträchtigenden höheren Temperaturen annehmen.

Es ist bereits ein Kessel bekanntgeworden, bei dem das Rohrsystem an senkrecht verlaufenden Tragelementen aufgehängt ist. Dort befinden sich horizontal verlaufende Rohre vor diesen Tragelementen und sind an diese angehängt. Als Tragkonstruktion wird dort eine Anordnung aus senkrecht geführten Rohren mit beidseitig angeschweißten Profileisen benutzt. Die bekannte Anordnung erlaubt zwar in gewissem Umfang eine freie Beweglichkeit der Rohre bei unterschiedlicher Erwärmung, vermeidet aber nicht unzulässige Erwärmungen der Tragkonstruktion. Die senkrechte Tragkonstruktion muß daher wesentlich stärker bemessen werden, als dies an sich erforderlich wäre, da bei höheren Temperaturen deren zulässige Tragfähigkeit stark abnimmt.

Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß bei einem Durchlaufkcssel der eingangs geschilderten Art im oberen Teil des Feuerraums die senkrecht hochgeführten Verdampferaustrittsrohre wärmeabschirmend wirksam vor den senkrechten Trageisen verlaufen und zur weiteren Wärmeabschirmung die waagerechten Rohre einer als horizontale Mäanderbänder ausgebildeten Strahlungsüberhitzerheizfläche vor den Verdampferaustrittsrohren an diesen horizontal wärmebeweglich angehängt sind.

Im Gegensatz zu der geschilderten bekannten Anordnung ist die Verdampferheizfläche bei dem Kessel nach der Erfindung so ausgestaltet, daß im unteren und mittleren Teil der Brennkammer die Verdampferrohre sich dicht an dicht liegend hochwinden, dann aber in einer bestimmten Höhe des Feuerraums senkrecht nach oben abknicken, wobei die senkrecht hochgeführten Verdampferaustrittsrohre jetzt gebündelt so zusammengefaßt sind, daß sie die senkrechten Trageisen gegen die Wärmestrahlung der Feuerung abschirmen. Während im unteren und mittleren Bereich die Verdampferrohre dicht an dicht liegen und die gesamte Wandung bedecken und somit die senkrechten Tragelcmentc ausreichend abschirmen, reicht die Anzahl der senkrecht hochgeführten Verdampferaustritlsrohre nicht zur lückenlosen Wandbedeckung der Feuerraumwände mehr aus, so daß im Sinne der Erfindung die Austrittsrohre so verteilt werden, daß sie die senkrechten Trageisen abschirmen.

Im unteren Bereich des Feuerraums hat das Arbeitsmittel in den Verdampferrohren noch verhältnismäßig niedrige Temperaturen, so daß dort die wärmeabschirmende Wirkung außerordentlich groß ist. Darüber hinaus ist ja auch die mechanische Beanspruchung der senkrechten Tragclemente nach unten hin immer geringer, da dort ja nur noch wenige Rohre zu tragen sind. In den Vcrdampfcraustrittsrohren hat das Arbeitsmittel aber schon eine wesentlich höhere Temperatur angenommen, so daß d^: Wärmeabschirmung der Trageisen durch die Ve dampferaustrittsrohre allein als nicht mehr au: reichend erachtet werden muß. Aus diesen Übe ι legungen heraus sieht die Erfindung zur weitere Wärmeabschirmung vor, die waagerechten Rohre de Strahlungsüberhitzers an den Verdampferaustritt: rohren anzuhängen und so einen weiteren Schul gegen unzulässige Erwärmung der senkrechten TraL. eisen zu schaffen.

Es ist an sich bereits ein Kessel bekanntgeworder bei dem waagerecht verlaufende Rohre mit Hake wärmebeweglich an senkrechten Rohren oder anderen Tragelementen angehängt sind. Bei dieser bekann ten Konstruktion geht es aber lediglich darum, ein. Wärmebeweglichkeit der angehängten horizontalei Rohre zu gewährleisten, während an eine Wärmeab schirmung gar nicht gedacht ist und dort auch nich erreicht wird. Die wärmeabschirmende Wirkung in Sinne der Erfindung wird erst durch eine zweifache gekreuzte Rohranordnung vor den Tragelementei sichergestellt.

Für die wärmeabschirmende Wirkung ist es weiterhin auch noch von Bedeutung, daß die Horizontal rohre des Strahlungsüberhitzers nicht an den senkrechten Tragteilen unmittelbar befestigt, sondern ar den Austrittsrohren angehängt sind. Auch für dk Wärmebeweglichkeit ist diese Anordnung von Nutzen da die Verdampferaustrittsrohre, die gruppenweise z. B. zu je vier oder sechs Stück in Abständen vor. 2 bis 3 m zusammengeschweißt sein können, vor der senkrechten Trageisen, ζ. B. U-Profileisen, horizonta' verschieblich befestigt sind.

Die Überdruckfeuerung erfordert eine druckdichte Kesselwandung. Diese Wand läßt sich durch Bleche bilden, die an den senkrechten Trageisen angeschweißt sind. Außer der Blechverkleidung häng! auch noch die Wärmeisolation sowie ein System horizontaler äußerer Gürtelträger und der Brennerkasten an den Trageisen. Hinter den waagerechter Strahlungsüberhitzerrohren in den Zwischenräumen neben den senkrechten Verdampferaustrittsrohren kann eine wärmeisolierende Schicht von etwa der Stärke des Rohrdurchmessers der Verdampferaustrittsrohre zur Vermeidung unzulässiger Wärmedenungen der Blechhaut vorgesehen sein. Die Isolationsschicht kann mit Hilfe von Streckmetall befestigt werden.

Im zweiten Zug des Kessels können die Wandheizflächen in gleicher Weise aufdrängt werden. Sinngemäß können dort gleichartige Maßnahmen zur Wärmeabschirmung der senkrechten Tragelemente angewendet werden. Dementsprechend sind den U-Profileisen, die als senkrechte Tragelemente dienen. Gruppen von mit Naßdampf durchströmten Rohren vorgelagert, wobei zur weiteren Wärmeabschirmung waagerechte Rohre, die dem Strahlungs-Vorüberhitzer angehören, zu verwenden sind.

Somit ergibt sich auch dort wieder eine zweifache Abschirmung mit gekreuzten Rohrsystemen.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter, zum Teil schematischer Darstellung. Gleiche oder einander entsprechende Teile sind in sämtlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist zunächst in schematischer Darstellung

die Rohrführung eines Durchlaufkessels veranschaulicht, wobei für die Erfindung die Rohrführung des Verdampfer- und Überhitzersystems von Bedeutung ist. Das Arbeitsmittel tritt nach Durchfließen des Economisers in die untenliegenden Verteiler 1 und 2 ein und durchläuft das mit stetiger Steigung um den Feuerraum 3 herumgewickelte Verdamperrohrsystem 4. Dieses Rohrsystem ist erfindungsgemäß an senkrecht nach oben durchgehenden Flach- oder U-Eisen aufgehängt. Im Bereich 5, der ungefähr in zwei Drittel der gesamten Brennkammerhöhe liegt, endet dieses stetig steigende Verdampfersystem, und von da an laufen die Verdampfer-Austrittsrohre 6 senkrecht nach oben. Die Rohre 6 sind gruppenweise hinter den tragenden Flach- oder U-Profil-Trageisen zwecks Kühlung hochgeführt. Der im oberen Teil des Feuerraums in horizontalen Mäanderbändern angeordnete Überhitzer 7 ist seinerseits an den nach oben durchgehenden Verdampfer-Austrittsrohren 6 aufgehängt.

Fig. 2 veranschaulicht die genauere Lage der einzelnen Rohrsysteme im Kessel. Mit 8 ist hierbei die Feuerung bezeichnet, mit 9 der Aschentrichter, während für die übrigen Teile des Kessels die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 gewählt sind. Die druckdichte Umkleidung, wie sie für die Überdruckfeuerung erforderlich ist, wird durch dichtes Verschweißen von Blechen zwischen den senkrecht nach oben verlaufenden Trageisen 10 und 11 sowie den dazwischenliegenden horizontalen Profileisen erreicht. In bekannter Weise sind die Trageisen 10 und

11 sowie die übrigen in der Zeichnung nicht dargestellten Trageisen mittels horizontalem Gürtelträger

12 zusammengehalten, die über Gelenkpunkte oder Schiebestellen mit den senkrechten Trageisen verbunden sind und somit eine Ausdehnung des inneren, heiß werdenden druckdichten Feuerraumkörpers gestatten. An Stelle eines Mauerwerks sind Isolationsplatten oder Matten mit einer zweiten äußeren Blechhaut vorgesehen.

In den Fig. 3, 4 und 5 ist die Aufhängung des Mäanderbandüberhitzers in drei Schnitten näher veranschaulicht. Die Verdampferrohre 3, die mit stetig verlaufender Steigung sich um den Feuerraum winden, gehen hier in die senkrecht hochgeführten Austrittsrohre 6 über. Diese Rohre 6 sind, wie die Darstellung erkennen läßt, durch angeschweißte Haltebolzen 15 mit den senkrechten tragenden Profileisen verbunden. Zur Befestigung der Strahlungsüberhitzerrohre 7 dienen Halterungen 16, die an den Verdampferrohren 6 angeschweißt sind und eine horizontale Verschieblichkeit der Strahlungsüberhitzerrohre 7 ermöglichen. Zum Schutz der Blechhaut 12 a gegen unzulässig hohe Erwärmung dient die Isolation 16 a.

Claims

Patentansprüche:

1. Durchlaufkessel mit Überdruckfeuerung und steigend verlegten, sich um die Brennkammer herumwindendem Verdampfersystem, das an ungekühlten, nach oben durchgehenden senkrechten Trageisen aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des Feuerraums die senkrecht hochgeführten Verdampferaustrittsrohre (6) wärmeabschirmend wirksam vor den senkrechten Trageisen (10) verlaufen und zur weiteren Wärmeabschirmung die waagerechten Rohre (7) einer als horizontale Mäanderbänder ausgebildeten Strahlungsüberhitzerheizfläche vor den Verdampferaustrittsrohren (6) an diesen horizontal wärmebeweglich angehängt sind.

2. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den waagerechten Strahlungsüberhitzerrohren (7) in den Zwischenräumen neben den senkrechten Verdampferaustrittsrohren (6) eine wärmeisolierende Schicht (16 d) von etwa der Stärke des Rohrdurchmessers (6) zur Vermeidung unzulässiger Wärmedehnungen der druckdichten Blechhaut (12 α) vorgesehen ist (Fig. 3).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen